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문제 정의
- 본 연구에서는 그림 1의 블레이드 및 기어박스를 모의할 수 있는 시뮬레이터를 설계 제작하고자 한다. 시뮬레이터 설계와 관련된 블레이드 및 기어박스의 특성을 살펴보면 다음과 같다.
- 구현하고자 한다. 본 연구에서는 첫째, 기존의 방법과는 달리 풍속과 블레이드의 회전속도에 따른 가변 토오크의 발생을 위해 다양한 크기의 토오크 발생이 용이한 3상 유도 전동기에 기반한 토오크 시뮬레이터를 제안하고자 하며 둘째, 다양한 풍환경하에서의 바람을 모델링한 후, 이를 시뮬레이터상에서 동작시킴으로써 보다 현실적인 시뮬레이션이 가능한 풍력발전용 시뮬레이터를 제안하고자 한다. 본 논문의 구성은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 풍속이 가변하는 상황에서 터빈 블레이드의 토오크 발생을 모의할 수 있는 풍력발전 시스템을 위한토오크 시뮬레이터를 설계 . 구현하고자 하였으며, 구현된 시뮬레이터의 성능 검증을 위해 실효풍속 모델과 실시간으로 측정되는 블레이드의 회전속도에 따른 토오크 제어 특성실험을 수행하였다.
- 본 절에서는 Ⅲ 장에서 설명한 실효 풍속 모델로부터 구한 풍속 발생기와 II 장에서 설명한 블레이드의 토오크 특성을 Matlab상의 시뮬링크로 구현하는 과정 및 이들 블록으로부터 출력되는 토오크를 기반으로 3상 유도전동기의토오크 제어를 수행하는 블록에 대해 설명하고자 한다. Matlab의 시뮬링크 블록을 이용하여 구현된 로터 블레이드 시뮬레이터 부를 나타내면 그림 7과 같다.
- 또한 전류 제어를 위한 HCT, 엔코더 관련 회로 등이 필요로 된다. 이에 본 연구에서는 풍력발전기 블레이드의 동작을 모사하기 위해 3상 유도전동기를 도입하였으며 이의 토오크 제어를 위해 벡터 제어기법을 사용하고자 한다. 벡터제어에 대해 살펴보면 다음과 같다.
- 그러나 상기 방법들은 풍속과 발전기의 회전속도에 따른 효율을 실시간적으로 고려할 수 없다는 점과 고가의 직류전동기를 사용하여 블레이드에서발생된 토오크를 발생시킨다는 점에서 적용상의 한계를 갖는다. 이에 본 연구에서는 풍속이 가변하는 상황하에서 터빈 블레이드의 동작을 모의할 수 있는 풍력발전용 시뮬레이터를 설계 . 구현하고자 한다.
- 중요하다. 이에 본 절에서는 풍속과 관련된 모델링 기법에 대해 살펴보고자 한다.
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